GPS—RTK与全站仪在地籍测量中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇GPS—RTK与全站仪在地籍测量中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：地籍测量为国土管理提供了基础资料，也是编制国民经济计划，制定有关政策，进行现代化建设的基础。gps—rtk与全站仪技术在地籍测量中的应用能大大提高作业效率，减少图根控制点的数量，提高了地形的测量精度。笔者通过工作实践，简单介绍了GPS—RTK与全站仪在地籍测量中的应用，并对地籍测量操作过程中的一些关键问题进行了探讨。

关键词：GPS；地籍测量；精度分析；应用

Abstract: the cadastral survey for land management provides the basic data, and compile the plan for national economic and formulate relevant policies, on the basis of the modernization construction. GPS - RTK and total station instrument technology in the application of cadastral survey can greatly improve the working efficiency, reduce the number of figure root control points, improve the measurement precision of the terrain. Through the work practice, the writer introduces the GPS - RTK and total station in the application of cadastral survey, cadastral survey in the process of operation and the key problems are discussed in this paper.

Key words: GPS; Cadastral survey. Accuracy analysis; application

中图分类号：P228.42文献标识码：A

一、GPS工作原理及全站仪的功能介绍

（一）GPS 的工作原理

GPS(Global Positioning System)系统是一种卫星导航定位系统，它是采用距离交会法以三角测量的定位原理来进行。GPS所采用的是多星高轨测距体制，并且将GPS卫星和接收机的距离量作为基本观测量。只有在地面GPS接收机接受的卫星信号同时在3颗以上之后，才可以利用位距测量或者是载波相位测量，来进行测算，然后得出卫星信号到接收机所花费的的距离以及时间，最后再根据各卫星所处的位置信息，把卫星到用户的多个等距离球面相交后，就能够获得用户的三维(经度、纬度、高度) 数据坐标、速度以及时间等相关参数。GPS的测量中最常通常使用的两类坐标系统是在空间固定的坐标系统和与地球体相固联的坐标系统，又被称作地固坐标系统。在实际应用过程中坐标系统的变换需要根据坐标系统间的转换参数进行，一次来进行坐标系统坐标的推算。这么一来便使得表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果更加容易，因此作为新一代的卫星导航与定位系统——全球定位系统，以其自身的全球性、全天候、高精度、高效益的优点，被广泛地应用于地籍测量中。

（二）全站仪的功能

全站型电子速测仪(Electronic Tachometer Total station)又被人们普遍称作全站仪(Total station)，它是具备了多项测量如电子测距、测角功能、计算和数据自动记录功能以及传输功能的自动化、数字化的三维坐标测量与定位仪器。

(1)测量功能：①跟踪测量：如同跟踪测距，也可跟踪测角；②连续测量：角度或距离分别连续测量，同时连续测量。③单测量：即单次测角或单次测距的功能；④全测量：即角度、距离的全部同时测量；

(2)参数输入储备功能：①角度、距离、高差的输入储备；②点位坐标、方位角、高程的输入储备；③修正参数(如距离改正数)的输入储备；④测量术语、代码、指令的输入储备。

（3）计算与显示功能：①观测值（水平角、竖直角、斜距）的显示；②水平距离、高差的计算显示；③点位坐标、高程的计算显示；④储备参数的显示功能。

二、GPS-RTK 技术在地籍测量中的应用

GPS技术对地籍测量的应用主要体现在：土地征收和利用、土地的规划、土地的转让、土地利用及土地开发整理及复垦等方面的工作需要。通过测量来实现对土地使用范围的界定，同时还要实现边界地址位置、土地利用现状、土地使用面的量化管路、以及土地的审批等方面的量化管理，以便保证土地的科学合理、公平准确的应用。初期的地籍测量用的是专门的测量仪器，实行人工测量，但是这样测量的范围相对来说比较小，测量的精度也不够高，在加上外加环境和人为因素的影响，致使地籍测量带有很强的不准确性，给相关人员多用土地资源提供了可乘之机。技术采用全部自动化的操作减少了外界因素的影响，而且高速度、高精度，保证了它可以高效的完成各项测量任务。

（一）GPS-RTK 在地籍测量中应用内容

GPS-RTK 在地籍测量中的应用主要有两方面：一是图根控制测量，二是碎部测量。一般在较为空旷的的地区，由于地物相对较少，可以用GPS-RTK直接进行碎部测量，而在村庄、城市内，建筑物、构筑物太多且建筑物构筑物的结构一般也较为复杂，如果再用GPS-RTK做碎部测量工作量太大，在这种情况下用GPS-RTK做图根控制测量实时的给出图根点的三维坐标，然后用全站仪进行碎部测量。

1、GPS-RTK图根控制测量

各种传统的控制测量大多采用边角网、导线网的方法施测，这些方法要求点间通视，不仅不利于图根点位置的选取，而且图根点的精度分布也不均匀，在外业时不了解精度如何。GPS-RTK技术打破了传统的布网方案，点与点之间不要求通视，RTK 控制测量的速度快，并能实时了解定位精度，因此人们除了高精度的控制测量采用 GPS 静态相对定位外，其他控制测量均采用 RTK 形式。

2、 GPS-RTK 碎部测量

GPS-RTK进行地籍测量中碎部测量时可以不进行图根控制测量而直接根据分布在测区内的一些基准点进行各碎部点的测量。安置好基准站并输入必要的已知数据（基准点坐标、参考点坐标等）后即可进行碎部测量。一般在较为空旷的地区，地形地物较少或地物较为简单的地区用GPS-RTK直接进行碎部测量。

（二）地籍测量作业模式

1、常规静态相对定位

采用2台或2台以上接收机分别安置在一条或数条基线的两端点，同步观测4颗以上卫星，每时段,45—120min。基线的相对定位精度可达5mm+1*10—6*D。gps所构成网形利于外业检核,并且可以通过平差,进一步提高定位精度。可用于地籍控制网的建立。

2、快速静态定位

在测区中部选择一个基准站,并安置一台接收机连续跟踪所有可见卫星,另一台接收机依次到各点流动设站,每点观测数分钟,其测得流动站相对于基准站的基线中误差为5mm+1*10—6*D。特点是作业速度快、精度高,但两台接收机工作构不成闭合图形,可靠性较差。可用于地籍平面控制网的建立、控制点加密及界址点测量等。

3、GPS—RTK实时动态定位

GPS—RTK技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统,应用RTK技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据及已知数据实时传输给流动站,流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗卫星后，即可实时地求解出厘米级的流动站动态位置。该技术已广泛用于地籍测量，能实时测定界址点并能达到厘米级精度。将GPS测得的数据处理后直接录入MapGIS，可及时的获得精确的地籍图。

（三）地籍测量中应该注意的事项

首先，基准站的位置选择十分重要，不仅影响观测精度，还关系到基准站与流动站的数据通讯，特别是用手机信号通讯时。应在开阔无遮挡的高处设置基准站，方便的话，突出的平顶楼房的房顶是一个不错的选择。当然其他条件也要满足。

其次，差分定位的精度会随流动站至基准站距离的增加而降低，因此用于求解转换参数的已知点应分布均匀，覆盖整个测区，这对高程测量尤为重要。

最后，用GPS-RTK做图根控制测量时，最好用对点器。若用对中杆，除要仔细检查校正对中杆上的水准器外，还须有三角支架支撑，手扶持对中杆进行对中很难达到精度要求。利用GPS-RTK进行控制测量所作的图根控制点，两点间最好通视（形成可以通视的点组），以方便全站仪及其他仪器的联测。一般情况下，每个控制点最好在不同时间段观测两次取其均值作为结果，两次观测值的较差不宜超过3cm。若在有遮挡地区作业时，不可勉强作业。由于GPS信号不好，观测结果很不可靠，要十分注意检核，或者配合全站仪进行测量。

三、全站仪在地籍碎步测量的应用过程

在地籍碎步测量中，全站仪测量的测量内容通常包括界址点测定、地籍图测绘和面积量算。

（一）界址点测定

准确的测定界址点的位置是土地产权管理的前提。界址点是地籍图中最重要的要素。使用全站仪，通过极坐标方法进行平面界址点坐标测量是将全站仪安置在测站点，选择仪器上的二维坐标测量模式，输入测站点的二维坐标（Xcz，Ycz）、定向点的二维坐标（Xdx，Ydx），瞄准定向点进行后视定向并检查，然后照准目标点（界址点）上的棱镜，按坐标测量键，仪器就利用自带程序计算并显示界址点的二维坐标值（Xj，Yj）。

（二）地籍图测绘

地籍图测绘中主要包括制作地籍图和宗地图。地籍图是专题图，它首先要反映地籍要素以及与地籍有密切关系的地物，其次在图面载荷允许的条件下，适当反映其它内容。地籍要素要反映的充分、明显，其它要素摘要表示，一般可舍去细部、次要的部分。地籍图内容主要有：地籍要素、地物要素和数学要素。宗地图是土地证的附图，通过具有法律手续的土地登记过程的认可，是土地所有者或土地使用者持有的具有法律效力的图件凭证，是处理土地权问题时具有法律效力的图件。

（三）面积量算

在城镇地籍测量中，一般面积量算以宗地为单位，利用测量的界址点计算面积。目的是摸清城镇土地利用现状，以便为城镇建设作参考和利用。土地地块面积的量算方法主要有两种。一是直接计算面积法，它是依据实地所得坐标数据利用解析法直接计算图形面积。另一是图上量算面积法，它是在地籍图上，按一定的精度要求，而这方法是在图纸上量算，显然由于图纸存在变形，在面积量算中带来一定误差。

四、GPS—RTK与全站仪在地籍测量中的应用实例

某地籍测量工程中测区位于某城区，该城区为工业区和居民生活区，城市建构筑物密集，交通繁忙，无线电信号复杂，街道两旁树木密集。本次需测量的宗地地块遍布整个城区，权属关系复杂，用地种类较多，采用GPS—RTK以满足宗地权属单位对地籍测量工作的要求。

（一）选取确定基准站

基准站的安置是顺利进行RTK测量的关键，避免选择在无线电干扰强烈的地区，基准站站址及数据链电台发射天线必须具有一定的高度；为防止数据链丢失以及多路径效应的影响，周围无GPS信号反射物(大面积水域，大型建筑物等)。在试用试验阶段，针对所选用的GPS仪器，得出了该城区流动站在作用距离为5km范围内，能高质量、清晰地接收基准站发出的数据。以此为参考数据选定了分布于该城区的城市D级GPS三维控制网点7点，组成本次地籍测量工作的基准框架网，并利用7个控制点的WGS84坐标系和2000坐标系成果计算出用于GPS—RTK测量的7个坐标转换参数。

（二）RTK定位精度试验

选取1个GPS—RTK测量基准网点，架设RTK基准站，流动站在离基准站5km范围内，有目的地施测了该市5级控制点、E级GPs控制点和宗地权属界址点共计19个点，并采用静态GPS测量技术、全站仪测量技术测量宗地权属界址点坐标，将这些测量结果、已知成果与RTK测量结果相比较。其比较差列于下表中。

（三）RTK定位精度评价

根据测量得到：RTK测量结果与其他测量技术获取的测量结果互差都在厘米级，其中互差最大为1.9cm，最小为0.3cm，平均为1．2lcm。可以认为GPS—RTK测量结果的点位精度达到厘米级，而且各点位之间不存在误差累积，克服了传统测量技术的弊病，完全能满足城镇地籍测量对权属界址点的测量精度要求。

（四）RTK测量误差源分析

RTK测量误差主要有GPS系统误差、RTK设备、测量环境、用户专业水平，测量方法等5个因素，在观测过程中要注意采取一定的措施克服。由于RTK测量有时会出现点位坐标漂移误差，当按设计要求进行RTK作业时。在距离和测回数都按设计掌握时，仍有部分测点超限时，只有通过减小测距和增加测回数加以解决。

结束语

目前GPS系统的应用为进行精确快捷的大地测量作出了巨大贡献，它的应用具有精度均衡、效率高的优点，比常规地籍测量更为廉价和有效。GPS的应运也存在一些控制难点如对环境要求高等，因此在地籍测量中，要做好控制措施，不能单独使用，应配合全站仪联合作业，满足测量的各方面要求。

参考文献

[1]李征航，黄劲松．GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社2005.

[2]侯广文.GPS RTK技术及其在地籍测量方面的应用[J].煤.2008(06).

[3]宁永香. GPS RTK在地籍测量中的应用[J].煤炭技术.2006(12) .

[4]曾绍炳,程建平.RTK技术在城市测量中的应用[J].西部探矿工程.2007(12).

[5]李建杰.技术在城镇地籍平面控制测量中的应用[J].河南测绘,2010(12).

[6]王年红.GPS技术在合肥市地籍更新调查中的应用[J].中国科技信息，2006（12）.